含未焊透缺陷工業(yè)壓力管道的極限承載能力研究.pdf

1、工業(yè)壓力管道是國家重大工程建設中不可或缺的關(guān)鍵特種設備，而未焊透缺陷是在用工業(yè)壓力管道中的一種常見焊接缺陷，該缺陷的存在會降低管道的極限承載能力，對管道系統(tǒng)的安全運行構(gòu)成嚴重威脅。因此對含未焊透缺陷壓力管道的極限承載能力展開研究，制定專門針對含未焊透缺陷壓力管道的安全評定技術(shù)規(guī)范，對保障工業(yè)壓力管道安全運行，并最大限度的發(fā)揮管道的經(jīng)濟效能具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　本文在國家自然科學基金項目“基于擴展的NSC準則的含未焊透缺陷

2、工業(yè)管道安全評定方法研究”(51175454)的支持下，根據(jù)工業(yè)壓力管道實際承載特性，針對存在含未焊透缺陷的在用工業(yè)壓力管道的極限承載能力展開了相關(guān)研究，主要研究內(nèi)容和成果有:
　　(1)基于擴展的凈截面垮塌準則，補充完善了內(nèi)壓和非對稱彎矩作用下含單環(huán)向缺陷管道的塑性極限載荷分析方法;提出了內(nèi)壓和彎矩組合載荷作用下含任意尺寸的雙環(huán)向缺陷管道的塑性極限載荷通用求解公式，得到了缺陷尺寸、位置、彎矩偏轉(zhuǎn)角、內(nèi)壓等參數(shù)對極限彎矩的影響規(guī)律

3、。分析了對雙缺陷進行合并處理計算塑性極限載荷的保守性，表明使用本文建立的雙缺陷管道塑性極限載荷求解公式可以有效的避免合并處理產(chǎn)生的保守性，獲得一個較為準確的極限載荷的評定結(jié)果。
　　(2)建立了適用于內(nèi)壓、彎矩組合加載的管道極限載荷測試實驗平臺，進行了含未焊透缺陷管道在純內(nèi)壓、純彎矩、內(nèi)壓加彎矩組合三種載荷形式下的實驗研究，通過實驗結(jié)果驗證了使用有限元方法以及理論求解公式獲得含未焊透缺陷管道極限載荷解的可靠性。
　　(3)針

4、對管道焊接接頭的不等匹配焊接問題，通過有限元分析研究了不等匹配焊接管道的失效形式以及各參數(shù)對不等匹配焊接管道極限載荷的影響，最后提出了含未焊透缺陷的不等匹配焊接管道的極限載荷解，為工程上求解含缺陷的不等匹配焊接管道的極限載荷提供便利。
　　(4)在應力均勻分布假設下，基于凈截面的Mises屈服失效準則，提出了內(nèi)壓、彎矩以及內(nèi)壓和彎矩組合載荷作用下含未焊透缺陷厚壁管道的極限載荷解，并將厚壁管道極限載荷解及薄壁管道的解與有限元結(jié)果進行